Cours de Physique sur les noyaux, masse et énergie (Terminale S)

Résumé du document

Mais comme l'énergie comprend la masse, il est tout à fait possible :

- que de la masse apparaisse lors de la réaction sous forme de particules,
- ou que, au contraire, de l'énergie soit libérée par « consommation » de matière.

Lors d'une désintégration nucléaire, 3 particules et un rayonnement peuvent être émis : (...)

Extraits

[...] Rayonnement γ 3 Célérité - Unité de Masse Atomique Electron-Volt 4 I. Célérité 4 II. Unité de Masse Atomique 4 III. Relation entre l'Electron-Volt et le Joule 4 Equivalent Masse 5 Réaction Nucléaire de Fission Spontanée 6 I. Définition 6 II. Défaut de masse δm 6 III. Energie de Liaison EL 6 IV. Energie de Liaison par nucléon EL/A 7 Réaction Nucléaire de Fission 8 I. [...]

[...] Une fusion nucléaire est l'interpénétration de deux noyaux légers et instables pour former un noyau plus lourd et plus stable, et encore plus d'énergie que la fission. Référence Les autres avantages de la fusion sur la fission sont : - l'abondance presque illimitée de ses combustibles, - son principal sous-produit, l'hélium, est inerte, contrairement aux sous-produits radioactifs des réacteurs à fission classiques, - elle implique une réaction qui ne peut conduire à l'emballement. L'installation est alimentée en combustible en continu et ne fait intervenir que quelques grammes de deutérium et de tritium à la fois : il suffit d'interrompre l'alimentation pour que la réaction s'arrête en une fraction de seconde. [...]

[...] D'après la relation d'Einstein = on aura : E = E = -10 J Sachant que 1 eV = -19 Joule, on aura donc : -10 = eV 931,5 MeV - u 931,5 MeV Remarque : 1 MeV = 1 Méga électon-Volt = 1.106 eV Voici les masses et énergies des constituants de l'atome PARTICULE MASSE (en kg) MASSE (en ENERGIE (en MeV) Proton mp = -27 mp = Neutron mn = -27 mn = Electron me = -31 me = REACTION NUCLEAIRE DE FISSION SPONTANEE I. Définition On parle de fission nucléaire spontanée lorsque le noyau se désintègre en plusieurs fragments sans absorption préalable d'un corpuscule (généralement un neutron). Ce type de fission n'est possible que pour les noyaux extrêmement lourds, car l'énergie de liaison par nucléon est alors plus faible que les noyaux plus légers (voir courbe d'Aston). II. [...]

[...] Célérité Cette célérité correspond à la vitesse de la lumière dans le vide. Elle a été fixée en 1983 par le Bureau International des Poids et Mesures à la valeur suivante : c = m.s-1 Remarque : Pour des facilités de calcul, on considèrera que c = m.s-1 II. Unité de Masse Atomique C'est une unité de mesure standard, utilisée pour mesurer la masse des particules infiniment petites, comme les électrons, protons, neutrons, atomes et les molécules de la masse d'un atome du nucléide 12 repos, et dans son état fondamental. [...]

[...] Encore faut-il que nos grands scientifiques, qui travaillent d' arrache-neurone pour maîtriser cette fusion, arrivent à trouver le(s) moyen(s) efficace(s) pour maintenir les gaz de fusion dans son espace de confinement, sachant que la température de ce plasma peut aller jusqu'à 100 millions de degrés ! Le projet ITER, en cours de réalisation, est l'outil qui devrait permettre de faire avancer la science et de mettre au point, d'ici au mieux une trentaine d'années, une production industrielle d'énergie propre et peu coûteuse. Patience donc Représentation du Tokamak ITER, réacteur expérimental de fusion. [...]